Jump to navigation

Logo RUB
  • Corona-Infos
  • Studium
  • Forschung
  • Transfer
  • News
  • Über uns
  • Einrichtungen
 
MENÜ
  • RUB-STARTSEITE
  • News
  • Wissenschaft
  • Studium
  • Transfer
  • Leute
  • Hochschulpolitik
  • Kultur und Freizeit
  • Vermischtes
  • Servicemeldungen
  • Serien
  • Dossiers
  • Bildergalerien
  • Presseinformationen
    • Abonnieren
  • RUB in den Medien
    • Abonnieren
  • Rubens
    • Printarchiv
  • Rubin
    • Abonnieren
    • Printarchiv
  • Archiv
  • English
  • Redaktion
  • Serviceangebote
    • Für RUB-Mitglieder
    • Für Pressevertreter
    • Sonstige Services
    • Social Media
  • Aktionen

Newsportal - Ruhr-Universität Bochum

Presseinformation
Brücke
Die filigranen Gebilde wirken vertraut, weil sie organisch aussehen.
© Damian Gorczany
Mechanik

Bauwerke und Bauteile wie natürlich gewachsen

Die Formen der durch einen Algorithmus optimierten Bauteile wirken seltsam vertraut. Das ist kein Zufall: Sie durchlaufen einen Evolutionsprozess vergleichbar zu biologischen Prozessen.

Kostengünstig, langlebig und stabil sollen Bauteile in der Regel sein. Wie man sie gestaltet, wissen Ingenieurinnen und Ingenieure aus Erfahrung. Aber könnten sie nicht noch ein wenig besser werden? Dr. Philipp Junker vom Lehrstuhl für Kontinuumsmechanik und Dr. Dustin Jantos vom Lehrstuhl für Mechanik – Materialtheorie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) nutzen für die Beantwortung dieser Frage einen Algorithmus, den sie für die sogenannte Topologieoptimierung entwickelt haben. Sie geben einen Raum vor, in dem das zu planende Bauteil, zum Beispiel eine Brücke, entstehen soll. Dann lassen sie virtuell die Kräfte auf das Bauteil wirken, die auch in der Realität zu erwarten sind. Durch die Berechnung schält sich dann die Brücke aus dem Raum heraus. Darüber berichtet Rubin, das Wissenschaftsmagazin der RUB.

Formen erinnern an Knochen oder Pflanzen

„Das ist eine Art evolutionärer Prozess“, sagt Philipp Junker. Wo besonders große Drücke aufgefangen werden müssen, bleibt die Struktur dicker. Wo weniger starke Kräfte wirken, kann sie dünner bleiben, was Material spart. Im 3D-Drucker lassen Junker und Jantos die berechneten Bauteile als reales Modell entstehen. „Man weiß vor der Berechnung nicht, welche Form dabei herauskommen wird“, sagt Dustin Jantos. „Aber die Formen, die herauskommen, sind immer nachvollziehbar.“

Eine Besonderheit des Algorithmus ist, dass die Berechnungsmethode auch komplexe Materialeigenschaften mit in die Simulation einbeziehen kann. „Man möchte natürlich kostengünstig bauen, und da Beton billiger ist als beispielsweise Stahl, möchte man ihn bevorzugt einsetzen“, erklärt Dustin Jantos. Beton weist eine hohe Stabilität gegenüber Drücken auf. Zugbelastungen kann er aber weniger gut standhalten. Teile eines Bauwerks, die solche Zuglasten tragen müssen, sollten daher eher aus Stahl gefertigt werden oder der Beton muss stahlverstärkt werden. Der Algorithmus kann helfen, die Verhältnisse verschiedener Materialien und ihre jeweils genutzte Menge optimal auszutarieren. Dabei bezieht die Berechnung vielfältige Eigenschaften von Materialien ein. Während sich Stahl zum Beispiel unter Belastung aus allen Richtungen gleich verhält, hält Holz bei einer Belastung in Wachstumsrichtung andere Kräfte aus als in andere Richtungen. Die Ausrichtung solcher richtungsabhängigen Materialien und auch weitere Materialeigenschaften können ebenfalls durch den Algorithmus optimiert werden.

Beitrag in Rubin

Einen ausführlichen Beitrag zu dem Thema finden Sie im Wissenschaftsmagazin Rubin mit dem Schwerpunkt „Unter Druck“. Für redaktionelle Zwecke dürfen die Texte auf der Webseite unter Angabe der Quelle „Rubin – Ruhr-Universität Bochum“ sowie Bilder aus dem Downloadbereich unter Angabe des Copyrights und Beachtung der Nutzungsbedingungen honorarfrei verwendet werden.

Pressekontakt

Dr. Philipp Junker
Lehrstuhl für Kontinuumsmechanik
Lehrstuhl für Mechanik – Materialtheorie
Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 26026
E-Mail: philipp.junker@rub.de

Dr. Dustin Jantos
Lehrstuhl für Mechanik – Materialtheorie
Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: +49 234 32 27090
E-Mail: dustin.jantos@rub.de

Veröffentlicht
Dienstag
2. Februar 2021
09.15 Uhr
Von
Meike Drießen (md)
Share
Teilen
Das könnte Sie auch interessieren
<div>
	Der Olifant River durchfließt den Krüger-Nationalpark.</div>
Ressourcenmanagement

Instrument für Wassermanagement in Südafrika entwickelt

Brücke
Mechanik

Bauwerke und Bauteile wie natürlich gewachsen

Frederik Schmidt und Dustin Jantos wurden mit dem Eickhoff-Preis ausgezeichnet.
Eickhoff-Preis

Zwei Doktorarbeiten ausgezeichnet

Derzeit beliebt
Drei Personen auf dem Campus.
Projekt

Gemeinsam im Forschen wachsen

Person vor einem Computer mit Lernmaterialien
Mechanismus entschlüsselt

Lernen und Gedächtnis mit Willenskraft verbessern

Hände unterschiedlicher Hautfarbe
Sammelband

Kritisch mit Rassismus in der Bildungsarbeit umgehen

 
Mehr Wissenschaft
Ressort
 
Zur Startseite
News
  • A-Z
  • N
  • K
Logo RUB
Impressum | Kontakt
Ruhr-Universität Bochum
Universitätsstraße 150
44801 Bochum

Datenschutz
Barrierefreiheit
Impressum
Schnellzugriff
Service und Themen
Anreise und Lagepläne
Hilfe im Notfall
Stellenangebote
Social Media
Facebook
Twitter
YouTube
Instagram
Seitenanfang y Kontrast N
Impressum | Kontakt